一個國際團隊在BESSY II取得了突破。他們首次成功地對過渡金屬的電子狀態進行了詳細的研究，并從數據中得出了關于其催化作用的可靠結論。這些結果對今后發展過渡金屬催化體系的應用具有一定的指導意義。
自然界中許多重要的過程都依賴于催化劑，催化劑是促進反應的原子或分子，但其本身并不發生變化。一個例子是植物的光合作用，這只有在蛋白質復合物的幫助下才能實現，而蛋白質復合物的中心由四個錳原子中心組成。正如人們所提到的，氧化還原反應在這類過程中往往起著關鍵作用。反應物通過電子吸收被還原，或者通過它們的釋放被氧化。自然界和工業上的催化氧化還原過程通常只有在合適的催化劑下才能成功，而過渡金屬在其中起著重要的作用。
這些過渡金屬，特別是它們的氧化還原態，可以用軟X射線特別好地檢測，因為電子態可以用X射線光譜精確測量。在所謂的L邊吸收光譜中，過渡金屬的2p殼層中的電子被激發，從而占據了自由d軌道。從X射線吸收光譜可以確定一個能量差，它以已知的方式反映分子或催化劑的氧化狀態。然而，在氧化還原反應過程中，電子被催化劑吸收或釋放的確切位置，即催化劑中電荷密度隨氧化狀態的變化情況，以前很難驗證。這主要是由于缺乏可靠的方法來描述催化劑分子在基態和激發態中的電荷密度，以及難以獲得可靠的實驗數據。如果過渡金屬位于較大的復雜有機分子復合物中，就像它們通常用于真正的氧化還原催化劑一樣，那么它們的研究就變得極其困難，因為X射線會導致樣品中的損傷。
現在，來自赫爾姆霍茲柏林中心、烏普薩拉大學(瑞典)、伯克利勞倫斯伯克利國家實驗室(美國)、曼徹斯特大學(英國)和斯坦福大學(美國)SLAC國家加速器實驗室的一個國際小組通過在BESSY II的操作測量，首次成功地研究了各種化合物中處于不同氧化狀態，即不同氧化階段的錳原子。為了做到這一點，philippe wernet和他的團隊將樣品引入不同的溶劑中，用X射線檢查了這些液體的噴射，并將他們的數據與烏普薩拉大學馬庫斯倫德伯格小組的新計算進行了比較。研究人員成功地確定了X射線吸收光譜隨氧化態的變化是如何發生的，而且最重要的是為什么會發生變化。
“我們將一種新穎的實驗裝置與量子化學計算結合起來。在我們看來，我們已經在了解有機金屬催化劑方面取得了突破。“Wernet說。“我們第一次能夠經驗性地檢驗和驗證氧化和還原的計算，這些計算不是在金屬上局部發生的，而是在整個分子上發生的。”
這些發現是未來在更復雜的系統中開展工作的基石，比如光合作用中的四錳團簇。他們將促進對光系統II蛋白復合體中錳催化劑氧化還原過程的新理解。
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